废硫酸裂解制酸装置转化工序的技术改造

第２７卷第６期　化学工业与工程技术　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ＶｏＩ．２７　Ｎ０．６　ＤｅＣ．。２００６　２００６年１２月　废硫酸裂解制酸装置转化工序的技术改造　解国宏　（中国石油抚顺石化公司石油二厂，辽宁抚顺１１３００４）　摘要：介绍了抚顺石化公司石ｍ－－Ｉ－１５　６００　ｔ／ａ废硫酸裂解制酸装置运行情况及转化工序存在的问　题，通过技术改造，装置运行平稳，系统开车率提高，转化率达到设计值，排放尾气中ＳＯｚ质量浓度小于　９６０　ｍｇ／ｍ　，达到国家环保标准，实现了经济效益和环境效益双增长。　关键词：废硫酸；烷基化；裂解；转化；技术改造　中圈分类号：ＴＱ１１１．１　文献标识码：Ｂ文章编号：１００６—７９０６（２００６）０６—００５９—０２　抚顺石化公司石油二厂废硫酸裂解制酸装置由　南化集团设计院设计，以烷基化废硫酸和固体硫磺　为原料，采用“两头一尾”、酸洗净化、“３－Ｉ－１”两转两　吸接触法工艺流程，是利用炼油厂废弃物生产工业　烷基化废酸　空气　固体硫磺　浓硫酸的环保型装置。处理废硫酸８　０００　ｔ／ａ，焚烧硫　磺３　０００　ｔ／ａ，生产９８　（质量分数）工业浓硫酸１５　６００　ｔ／ａ。２００２年１１月投产后，由于运行情况不好，２００３年　８Ｙｌ进行了第一次技术改造，停掉了硫磺焚烧工序，　改成单独利用废硫酸裂解制酸工艺。经过生产运行　实践，发现该装置仍存在一些问题，制约装置优化运　行，主要表现为转化率低，尾气排放超标，电耗较高。　２００４年１０月进一步对转化工序技术改造，取得了显　著效果，实现了经济效益和　蟾熬益驭增长。　Ｉ原装置工艺流程　原装置工艺流程简图如图１。　．　２装置存在问题　装置停掉硫磺焚烧工序后，解决了最初的废酸　图１废硫酸裂解制酸装置工艺流程　处理量低、运行周期短的难题。但随之而来的新问　题是转化系统热量难以平衡。装置原来在转化器一　３技改措施　３．１更换催化剂　：　段人口设有第一电加热器，分３组，每组功率１００　ｋＷ，总功率３００　ｋＷ；转化器四段入口设有第二电加　热器，分２组，一组１００　ｋＷ，另一组５０　ｋＷ，总功率　转化器中使用的催化剂原是美国孟山都环境有　限公司生产的中温催化剂，反应温度基本在４２０～　４５０　Ｃ，考虑到停掉硫磺焚烧工序后转化器各段入　口温度较低，改用山东临朐催化剂股份有限公司的　低温催化剂，装填量　由～９　ｍ３增加到１３．３　ｍ。。具体　１５０　ｋＷ。这２个电加热器原设计是开停工时转化　器升温用的，但停掉硫磺焚烧工序后，因转化系统热　量难以平衡，在正常生产中第一电加热器需要常开　两组（计２００　ｋＷ），维持一段入口温度，第二电加热　器需要全开，维持四段入口温度，而二、三段入口温　更换情况见表１。　．　收稿日期１２００６一Ｏ＿９—１３　一　度通常３３０。℃，２７０℃，根本不发生反应。所以装置　生产运行的电耗较高，转化率低，排放的尾气严重　超标。　、　・　　。‘　：作者简介：解国宏（１９７２一），男，辽宁抚顺人，１９９５年毕业于　沈阳化工学院化工工艺专业，学士学位，工程师，现从事硫酸、藏磺　生产管理工作。　。　Ｅ－ｅａｌｒｌ：　ｘｉｅｇｕｏｈｏｎｇ７８９＠１６３．・ｃｏｒｎ　一　－　　。维普资讯 http://www.cqvip.com

・　６Ｏ　・　化学工业与工程技术　２００６年第２７卷第６期　表１催化剂更换情况　３．５　转化工序设备和管线增加保温厚度减少热　’　　Ｉ损失　‘　废酸裂解炉气经过净化工序后温度只有２５￣４０　℃，为使净化后的冷气体达列反应温度，必须经过换　热来提高温度（约４２０℃），在硫酸工业中通常是用　二氧化硫转化三氧化硫放出的热量经过换热器与冷　气体换热实现。但停掉硫磺焚烧工序后，进入转化工　序的反应气体体积分数降低，由１Ｏ　～１２　降到５　～７．５　，同时气量减少一半，并且减少的是３００℃　以上的焚硫炉气，转化自热平衡维持困难，因此转化　工序设备管线增加保温厚度，提高保温质量，降低热　损失，进一步提高转化工序各段进气温度。　改造前后的操作数据及经济技术指标对比分别　３．２调整转化工序换热流程，提高反应转化率　见表２和表３。　表２　改造前后转化器各段温度对比　停掉硫磺焚烧工序后，系统混合炉气量相对减　少５Ｏ　，炉气中Ｓ０　浓度相对降低，转化一段反应　放热相应减少，这就导致反应后的气体从转化一段　出来后经过换热进入转化二段时温度相对降低，通　常只有３３０℃左右，低于催化剂起燃温度５Ｏ℃，使　得在转化二段内无法进行转化反应，转化率大大降　低。为此，在转化第二换热器进出口增加副线，通过　副线调整提高转化器二段气体进口温度，使之达到　催化剂起燃温度，进行转化反应。经过这样技术改　表３改造前后经济技术指标对比　造，重新建立了转化的热平衡，提高了转化率，尾气　排放达到国家环保要求。　３．３增加第四换热器面积，去掉第三废热锅炉　第三废热锅炉主要用于降低转化器四段出口的　气体温度，同时回收余热。设计产汽量５８０　ｋｇ／ｈ　（１．０　ＭＰａ），由于停掉硫磺焚烧工序后，系统混合炉　气量相对减少５Ｏ　，产汽量不足２００　ｋｇ／ｈ（１．０　ＭＰａ）。采用新增加１个换热器（Ｆ＝３０．３８ｍ　）与原　来第四换热器串联使用，代替原来第三废热锅炉，用　来提高转化器一段入口气体温度。　３．４去掉转化混合器　４结语　　．经过改造，废硫酸裂解制酸装置运行平稳，系统　开车率达到９１　以上；转化率明显提高，达到设计　值；废硫酸的回收利用率有了较大的提高，每年多生　装置原采用“两头一尾”，即同时焚烧硫磺和裂　解废硫酸产生２股反应气体，为了使这２股气体充　分混合，先经混合器混合，然后再进入转化器反应。　停掉硫磺焚烧工序后，只剩１股反应气体，无需混　合，所以去掉混合器，减少热量损失和系统阻力，提　高转化器一段入口气体温度。　产９８　硫酸５２０　ｔ，价值３５．８８万元；排放尾气中　ＳＯ　质量浓度小于９６０　ｍｇ／ｍ。，达到国家环保标准；　每年可节约用电１　０００　０００　ｋＷ・ｈ，实现了经济效益　和环境效益双增长。